Roots vakuumsūknis darbojas pēc vienkārša, bet ļoti efektīva principa. Tā iekšējais mehānisms pārvieto gāzi no ieplūdes atveres uz izeju, to nesaspiežot sūkņa kamerā. Šis process balstās uz vairāku galveno detaļu sinhronizētu kustību, kas darbojas perfektā harmonijā.
Četru soļu darbības cikls
Sūknēšanas darbība notiek nepārtrauktā, četrpakāpju ciklā, kas atkārtojas tūkstošiem reižu minūtē. Mūsdienu rotori var griezties ar ātrumu no 3000 līdz 6000 apgr./min. Šis lielais ātrums ļauj sūknim ļoti ātri pārvietot lielu gāzes daudzumu.
Ieplūde: Kad divi daivainie rotori griežas pretējos virzienos, sūkņa ieplūdes atverē atveras tilpums. Gāze no vakuuma kameras ieplūst šajā izplešanās tilpumā.
Izolācija: Rotora daivas gals šķērso ieplūdes atveri. Šī darbība aiztur noteiktu gāzes daudzumu starp rotoru un sūkņa korpusu.
Pārnešana: Iesprostotā gāzes kabata pēc tam tiek aizslaucīta korpusa iekšpusē virzienā uz izeju. Roots vakuumsūkņa galvenā iezīme ir tā, ka tas pārneses laikā nesaspiež šo gāzi. Šī bezkontakta, bez eļļas darbība padara to nejutīgu pret nelielu putekļu vai ūdens tvaiku daudzumu.
Izplūde: Rotors turpina griezties, atklājot gāzes kabatu izplūdes atverē. Pēc tam gāze izplešas izplūdes līnijā, kur pretsūknis to izsūknē no sistēmas. Šis cikls atkārtojas, nepārtraukti pārvietojot gāzi no ieplūdes uz izeju un pazeminot sistēmas spiedienu.
Piezīme: Lai gan Ruts sūknis ir ļoti efektīvs daudzām gāzēm, tā sūkšanas spēja ir zemāka ļoti vieglām gāzēm, piemēram, ūdeņradim, salīdzinot ar citiem sūkņu veidiem.
Galvenās sastāvdaļas un to funkcijas
Roots sūkņa uzticama darbība ir atkarīga no dažām kritiskām sastāvdaļām, kas konstruētas ar augstu precizitāti.
Rotori: Sūknim ir divi savstarpēji savienoti, daivas rotori (bieži vien astoņnieka formā). Šo daivu forma jeb profils tieši ietekmē veiktspēju. Dažādi modeļi piedāvā kompromisus starp sūknēšanas ātrumu un efektivitāti. Piemēram, spirālveida rotori palīdz samazināt spiediena pulsāciju un darbības troksni.

Korpuss (apvalks): tas ir ārējais korpuss, kas aptver rotorus. Tas ir izgatavots, lai izturētu spiediena atšķirības starp vakuuma sistēmu un atmosfēru. Korpusa un rotoru materiāls ir atkarīgs no pielietojuma prasībām attiecībā uz izturību pret koroziju, izturību un izmaksām.

Sadales zobrati: Sadales zobrati, kas atrodas ārpus sūknēšanas kameras, ir būtiski. Tie sinhronizē abus rotorus, nodrošinot, ka tie griežas pretējos virzienos, nekad nepieskaroties viens otram vai korpusam. Šī sinhronizācija ir būtiska sūkņa bezkontakta darbībai.

Vārpstas blīvslēgi: Blīvējumi novērš gaisa noplūdi vakuuma kamerā un neļauj smērvielām piesārņot procesu. Blīvējuma izvēle ir atkarīga no nepieciešamā vakuuma līmeņa un pielietojuma.

Precīzu attālumu nozīme

Termins "klīrenss" attiecas uz sīkajām, aprēķinātajām spraugām starp rotoriem un starp rotoriem un korpusu. Šīs spraugas ir sūkņa panākumu noslēpums. Tās ļauj rotoriem griezties lielā ātrumā bez berzes, kas sniedz daudzas priekšrocības:
Ātra palaišana
Zems enerģijas patēriņš
Augsts sūknēšanas ātrums
Zemas ekspluatācijas un uzturēšanas izmaksas
Tomēr šīs atstarpes ir jāpārvalda perfekti. Darbības laikā sūknis rada siltumu. Šis siltums izraisa metāla detaļu izplešanos, un šo procesu sauc par termisko izplešanos. Rotoriem un korpusam izplešoties, atstarpes starp tiem sarūk.
Brīdinājums: Ja atstarpes kļūst pārāk mazas termiskās izplešanās vai nepareizas montāžas dēļ, rotori var saskarties viens ar otru vai ar korpusu. Tas izraisa berzi, detaļu bojājumus, palielinātu motora slodzi un iespējamu sūkņa iestrēgšanu. Turpretī pārāk lielas atstarpes ļauj gāzei noplūst atpakaļ no izejas uz ieplūdi, kas ievērojami samazina sūkņa efektivitāti.
Pareiza inženierija un materiālu izvēle nodrošina, ka Roots vakuuma sūknis saglabā optimālu atstarpi visā darba temperatūras diapazonā, nodrošinot uzticamu un efektīvu darbību.